Fuentes de energía alternativas. Tipos de energía: tipos de energía conocidos por la humanidad.

A lo largo de casi toda su existencia, la humanidad ha estado en constante búsqueda de nuevas fuentes de energía. Actualmente, para obtener la cantidad necesaria de energía eléctrica se utilizan fuentes no renovables, que son recursos naturales como el carbón, el petróleo o el gas natural.

El uso de este tipo de combustible puede proporcionar a una persona la cantidad necesaria de energía, pero últimamente la cuestión de encontrar un nuevo tipo de recurso combustible que pueda utilizarse se ha vuelto cada vez más urgente. Este problema es urgente porque, según las previsiones de la mayoría de los científicos, las reservas de recursos naturales utilizados en la industria eléctrica han estado disminuyendo rápidamente en los últimos tiempos, lo que se debe al aumento de las necesidades humanas de energía. Es una tarea muy importante que puede solucionar el problema de la escasez de combustible para cubrir las necesidades.

Fuentes de energía alternativas: una oportunidad de salvación

Buscar nuevas fuentes de combustible que generalmente llamado alternativa, es uno de los componentes de un concepto como energía alternativa. La energía alternativa es una nueva, que es una comunidad de tendencias prometedoras cuyo objetivo es encontrar nuevas formas de obtener, transmitir y utilizar energía, cuya fuente son las fuentes de energía alternativas. Al mismo tiempo, una de las direcciones para el desarrollo de esta industria es el uso de cualquier tipo de energía, lo que resulta de interés desde el punto de vista económico, por el bajo coste por unidad de energía recibida y desde el punto de vista medioambiental. de vista, ya que los tipos alternativos de energía, por regla general, se distinguen por su seguridad y no dañan el medio ambiente.

El uso de fuentes alternativas es una oportunidad para obtener energía casi infinita, ya que la mayoría de los tipos de fuentes alternativas son recursos renovables, lo que las hace inagotables.

Tipos de fuentes de energía alternativas

Actualmente se han estudiado y puesto en práctica varios métodos para generar energía eléctrica sin el uso de combustibles tradicionales. Además, según las estadísticas, la gente en el mundo moderno utiliza sólo el 0,001% de las fuentes de energía alternativas disponibles en la naturaleza, lo que es una parte insignificante del enorme potencial de la naturaleza.

Otro problema que sitúa el uso de fuentes de energía alternativas entre las zonas en desarrollo es la total falta de elaboración de este tema a nivel legislativo, ya que actualmente todos los recursos naturales del país son propiedad del Estado. En teoría, incluso las aplicaciones solares o eólicas podrían estar sujetas a impuestos.

Hoy en día, los más extendidos son los siguientes tipos de producción de energía utilizando fuentes naturales inagotables.

Además de los tipos más comunes de fuentes de energía alternativas enumeradas, existen métodos más exóticos, que incluyen:

biocombustibles, que son biomasa y residuos diversos;
fuerza muscular humana;
utilizar el poder de una tormenta, cuyo principio es intentar atrapar la descarga de un rayo y redirigirla a la red eléctrica;
reacción de fusión termonuclear controlada;
obtención de energía mediante el uso de células fotovoltaicas ubicadas en órbita terrestre;
aprovechamiento de la energía mareomotriz.

El desarrollo energético y la mejora constante de la tecnología aceleran significativamente el proceso de utilización de fuentes de energía alternativas, que es el futuro.

O en sus profundidades. Por ejemplo, en muchos países subdesarrollados se quema madera para calentar e iluminar los hogares, mientras que en los países desarrollados se queman diversas fuentes de combustibles fósiles para generar electricidad. Los combustibles fósiles son fuentes de energía no renovables. Sus reservas no pueden restaurarse. Los científicos ahora están estudiando las posibilidades de utilizar fuentes de energía inagotables.

Combustibles fósiles

El carbón y el gas son fuentes de energía no renovables que se formaron a partir de restos de plantas y animales antiguos que vivieron en la Tierra hace millones de años (más detalles en el artículo ““). Estos combustibles se extraen de la tierra y se queman para producir electricidad. Sin embargo, el uso de combustibles fósiles plantea serios problemas. Al ritmo actual de consumo, las reservas conocidas de petróleo y gas se agotarán en los próximos 50 años. Las reservas de carbón durarán 250 años, cuando se queman este tipo de combustible se forman gases que provocan el efecto invernadero y la lluvia ácida.

Energía renovable

A medida que la población crece (ver artículo ""), la gente necesita cada vez más energía y muchos países están cambiando al uso de fuentes de energía renovables: solar, eólica, etc. La idea de utilizarlos es muy popular, ya que son fuentes respetuosas con el medio ambiente, cuyo uso no daña el medio ambiente.

Centrales hidroeléctricas

La energía del agua se ha utilizado durante muchos siglos. Ruedas hidráulicas accionadas por agua, que se utilizaban para diversos fines. Hoy en día se construyen enormes presas y embalses y el agua se utiliza para generar electricidad. El flujo del río hace girar las ruedas de las turbinas, convirtiendo la energía del agua en electricidad. La turbina está conectada a un generador que produce electricidad.

La tierra recibe una cantidad enorme. La tecnología moderna permite a los científicos desarrollar nuevos métodos de utilización de la energía solar. La planta de energía solar más grande del mundo se construyó en el desierto de California. Satisface plenamente las necesidades energéticas de 2.000 hogares. Los espejos reflejan los rayos del sol y los dirigen hacia la caldera central de agua. El agua hierve en él y se convierte en vapor, que hace girar una turbina conectada a un generador eléctrico.

La energía eólica ha sido utilizada por los seres humanos durante miles de años. El viento infló las velas y hizo girar los molinos. Para aprovechar la energía eólica se han creado una gran variedad de dispositivos para generar electricidad y para otros fines. El viento hace girar las aspas de un molino de viento, que impulsan un eje de turbina conectado a un generador eléctrico.

La energía atómica es energía térmica liberada durante la desintegración de las partículas más pequeñas de materia. El principal combustible para producir energía atómica se encuentra en la corteza terrestre. Mucha gente considera que la energía nuclear es la energía del futuro, pero su aplicación práctica plantea una serie de problemas graves. Las centrales nucleares no emiten gases tóxicos, pero pueden crear muchos problemas porque el combustible es radiactivo. Emite radiación que lo mata todo. Si la radiación entra al suelo o al agua, tiene consecuencias catastróficas.

Los accidentes de reactores nucleares y las emisiones de sustancias radiactivas a la atmósfera representan un gran peligro. El accidente de la central nuclear de Chernobyl (Ucrania), ocurrido en 1986, provocó la muerte de muchas personas y la contaminación de una vasta zona. Los desechos radiactivos han amenazado toda la vida durante miles de años. Por lo general, se entierran en el fondo del mar, pero también son comunes los casos de entierro de desechos a gran profundidad.

Otras fuentes de energía renovables

En el futuro, la gente podrá utilizar muchas fuentes naturales diferentes de energía. Por ejemplo, en las zonas volcánicas se está desarrollando tecnología para aprovechar la energía geotérmica (calor del interior de la tierra). Otra fuente de energía es el biogás producido a partir de residuos en descomposición. Se puede utilizar para calentar viviendas y calentar agua. Ya se han creado plantas de energía mareomotriz. Las presas suelen construirse en las desembocaduras de los ríos (estuarios). Turbinas especiales, impulsadas por el flujo y reflujo de las mareas, generan electricidad.

Cómo hacer un rotor Savonia:

El rotor Savonia es un mecanismo utilizado por agricultores de Asia y África para suministrar agua para riego. Para hacer tu propio rotor, necesitarás unas chinchetas, una botella grande de plástico, una tapa, dos juntas, una varilla de 1 m de largo y 5 mm de espesor y dos anillos de metal.

Cómo hacerlo:

1. Para hacer las cuchillas, corta la tapa de la botella y córtala por la mitad a lo largo.

2. Con chinchetas, fije las mitades de la botella a la tapa. Tenga cuidado al manipular los botones.

3. Pegue las juntas a la tapa e inserte la varilla en ella.

4. Atornille los anillos a la base de madera y coloque su rotor al viento. Inserte la varilla en los anillos y verifique la rotación del rotor. Habiendo elegido la posición óptima para la mitad de la botella, péguelas a la tapa con un pegamento fuerte repelente al agua.

Básicamente, extraemos en sus profundidades la energía utilizada en la vida cotidiana y en la industria. Por ejemplo, en muchos países subdesarrollados se quema madera para calentar e iluminar los hogares, mientras que en los países desarrollados se queman diversas fuentes de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) para generar electricidad. Los combustibles fósiles son fuentes de energía no renovables. Sus reservas no pueden restaurarse. Los científicos ahora están estudiando las posibilidades de utilizar fuentes de energía inagotables.

Combustibles fósiles

El carbón, el petróleo y el gas son fuentes de energía no renovables que se formaron a partir de restos de plantas y animales antiguos que vivieron en la Tierra hace millones de años (para más detalles, consulte el artículo “Formas antiguas de vida”). Estos combustibles se extraen de la tierra y se queman para producir electricidad. Sin embargo, el uso de combustibles fósiles plantea serios problemas. Al ritmo actual de consumo, las reservas conocidas de petróleo y gas se agotarán en los próximos 50 años. Las reservas de carbón durarán 250 años, cuando se queman este tipo de combustible se forman gases que provocan el efecto invernadero y la lluvia ácida.

Energía renovable

A medida que la población crece, la gente necesita cada vez más energía y muchos países están cambiando a fuentes de energía renovables: solar, eólica y hídrica. La idea de utilizarlos es muy popular, ya que son fuentes respetuosas con el medio ambiente, cuyo uso no daña el medio ambiente.

Centrales hidroeléctricas

Energía solar

La tierra recibe enormes cantidades de energía solar. La tecnología moderna permite a los científicos desarrollar nuevos métodos de utilización de la energía solar. La planta de energía solar más grande del mundo se construyó en el desierto de California. Satisface plenamente las necesidades energéticas de 2.000 hogares. Los espejos reflejan los rayos del sol y los dirigen hacia la caldera central de agua. El agua hierve en él y se convierte en vapor, que hace girar una turbina conectada a un generador eléctrico.

Energía eólica

La energía eólica ha sido utilizada por los seres humanos durante miles de años. El viento infló las velas y hizo girar los molinos. Para aprovechar la energía eólica se han creado una gran variedad de dispositivos para generar electricidad y para otros fines. El viento hace girar las palas que impulsan el eje de una turbina conectada a un generador eléctrico.

Energía Atómica

La energía atómica es energía térmica liberada durante la desintegración de las partículas más pequeñas de materia: los átomos. El principal combustible para producir energía nuclear es el uranio, elemento que se encuentra en la corteza terrestre. Mucha gente considera que la energía nuclear es la energía del futuro, pero su aplicación práctica plantea una serie de problemas graves. Las centrales nucleares no emiten gases tóxicos, pero pueden crear muchos problemas porque el combustible es radiactivo. Emite radiación que mata a todos los organismos vivos. Si la radiación ingresa al suelo o a la atmósfera, tiene consecuencias catastróficas.

Otras fuentes de energía renovables

Cómo hacer un rotor Savonia: El rotor Savonia es un mecanismo utilizado por agricultores en Asia y África para suministrar agua para riego. Para hacer tu propio rotor, necesitarás unas chinchetas, una botella grande de plástico, una tapa, dos juntas, una varilla de 1 m de largo y 5 mm de espesor y dos anillos de metal.

¿Cómo hacerlo?

Para hacer las cuchillas, corta la tapa de la botella y córtala por la mitad a lo largo.
Utilice chinchetas para fijar las mitades de la botella a la tapa. Tenga cuidado al manipular los botones.
Pegue las juntas a la tapa e inserte la varilla en ella.
Atornille los anillos a la base de madera y coloque su rotor al viento. Inserte la varilla en los anillos y verifique la rotación del rotor. Habiendo elegido la posición óptima para la mitad de la botella, péguelas a la tapa con un pegamento fuerte repelente al agua.

Le agradecería que compartiera este artículo en las redes sociales:

Búsqueda de sitio.

En el umbral del siglo XXI, la gente empezó a pensar cada vez más en cuál sería la base de su existencia en la nueva era. La gente pasó del primer incendio a las centrales nucleares, pero la energía ha sido y sigue siendo el principal componente de la vida humana.

Existen tipos "tradicionales" de energía alternativa: la energía del sol y el viento, las olas del mar y las aguas termales, los flujos y reflujos. A partir de estos recursos naturales se crearon centrales eléctricas: eólica, mareomotriz, geotérmica, solar.

Ahora, más que nunca, ha surgido la pregunta sobre cuál será el futuro del planeta en términos energéticos. ¿Qué le espera a la humanidad: hambre de energía o abundancia de energía? En periódicos y revistas se publican cada vez más artículos sobre la crisis energética. A causa del petróleo, surgen guerras, los estados prosperan y se empobrecen y los gobiernos cambian. Las sensaciones de los periódicos comenzaron a incluir informes sobre el lanzamiento de nuevas instalaciones o nuevos inventos en el campo de la energía. Se están desarrollando gigantescos programas energéticos, cuya implementación requerirá enormes esfuerzos y enormes costos de materiales.

Si a finales del siglo XIX la energía desempeñaba, en general, un papel auxiliar e insignificante en el equilibrio mundial, ya en 1930 el mundo producía alrededor de 300 mil millones de kilovatios-hora de electricidad. Con el tiempo: ¡cifras gigantescas, tasas de crecimiento enormes! Y todavía habrá poca energía: la necesidad crece aún más rápido.

Por lo tanto, ahora todos los científicos del mundo se enfrentan al problema de encontrar y desarrollar nuevas fuentes de energía alternativas. Este trabajo considerará la clasificación de fuentes de energía alternativas, métodos para encontrar nuevos tipos de combustible y la experiencia de Rusia y otros países extranjeros en la invención y uso de recursos que ahorran energía.

1. Fuentes de energía alternativas

Las fuentes de energía alternativas incluyen la solar, la terrestre, la eólica, la atmosférica, la nuclear y la bioenergía.

Energía solar

El Sol, centro de nuestro sistema de 8 planetas (sin contar los pequeños como Plutón, Ceres, etc.), es la principal y principal fuente de energía de nuestro sistema de planetas. Al ser un gran reactor termonuclear que libera enormes cantidades de energía, calienta la Tierra y pone en movimiento las capas superiores de la atmósfera, las corrientes oceánicas y los ríos. Bajo la influencia de la luz solar y gracias a la fotosíntesis, en nuestro planeta crecen alrededor de mil billones de toneladas de plantas, que a su vez dan vida a 10 billones de toneladas de organismos animales. Gracias al trabajo conjunto del Sol, el agua y el aire, durante millones de años se han acumulado en la Tierra reservas de hidrocarburos: carbón, petróleo, gas, etc., que ahora estamos utilizando activamente.

Para satisfacer las necesidades energéticas de la humanidad, hoy es necesario quemar unos diez mil millones de toneladas de combustibles de hidrocarburos al año. Se cree que en la Tierra hay alrededor de seis billones de toneladas de diversos hidrocarburos. Si tomamos la energía que el Sol suministra a nuestro planeta cada año y la convertimos en combustibles de hidrocarburos que quemamos, obtenemos alrededor de cien billones de toneladas, que es diez mil veces la cantidad de recursos energéticos que necesitamos.

Para satisfacer las necesidades de energía de la humanidad durante varios siglos, incluso una centésima parte de la energía que llega a la Tierra desde el Sol en un año será suficiente, y si podemos tomar este porcentaje, entonces esto resolvería muchos problemas con la generación de energía para muchos siglos por venir. En teoría, está claro cómo aprovechar este porcentaje tan necesario de energía solar; la cuestión queda en manos de tecnologías de conversión de energía más avanzadas. Entre las fuentes de energía renovables, la radiación solar es la más prometedora en términos de volumen de recursos, prevalencia, accesibilidad y respeto al medio ambiente.

A principios del siglo XX, muchos científicos de todo el mundo pensaron seriamente en utilizar la energía solar. Nuestro compatriota, fundador de la cosmonáutica teórica K.E. Tsiolkovsky, en la segunda parte de su libro "Exploración de los espacios del mundo con instrumentos reactivos", escribió lo siguiente: "Los instrumentos reactivos conquistarán espacios ilimitados para las personas y proporcionarán energía solar dos mil millones de veces mayor que la que la humanidad tiene en la Tierra".

Albert Einstein, el fundador de la mundialmente famosa teoría de la relatividad, recibió el Premio Nobel en 1921 por su explicación de las leyes del efecto fotoeléctrico externo. En 1905 se publicó su trabajo en el que, basándose en la hipótesis de Planck, Einstein describía exactamente cómo y en qué cantidades los cuantos de luz arrancan electrones del metal. Los físicos soviéticos pudieron aplicar esta hipótesis por primera vez en la práctica en la década de 1930 bajo el liderazgo del famoso académico A.F. Ioffe.

En el Instituto Fisicotécnico se desarrollaron y crearon las primeras células solares de azufre y talio, sin embargo, la eficiencia de estos elementos no alcanzó el 1%.

Más tarde, en 1954, los científicos estadounidenses Pearson, Fuller y Chapin patentaron el primer elemento con una eficiencia de aproximadamente el 6%. En los años 70, la eficiencia de las fotocélulas solares era cercana al 10%, pero su producción era bastante cara y económicamente injustificada, por lo que el uso de células solares se limitaba principalmente a la astronáutica. Para la producción de elementos se requería silicio (Si, silicio) de alta pureza y calidad especial, en comparación con el costo de los hidrocarburos quemados, el procesamiento del silicio se consideraba costoso e injustificado, aunque este elemento de la tabla periódica se encuentra en abundancia. en playas en forma de arena (SiO 2). Como resultado, la financiación de la investigación sobre el desarrollo de tecnologías en el campo de la energía solar se redujo o se redujo por completo.

A principios del siglo XXI, la eficiencia de los paneles solares aumentó al 20%. No es difícil adivinar por qué la humanidad se retiró del desarrollo de la energía solar. A mediados del siglo pasado, nuestra civilización resolvió el misterio de la energía nuclear y todas las fuerzas de la ciencia se dedicaron a buscar nuevas formas de enriquecer uranio y crear reactores nucleares más avanzados, en detrimento de las tecnologías de producción de silicio y desarrollo. Nuevos tipos de células solares.

Sin embargo, todo esto parece un poco extraño, dado que desde hace mucho tiempo existen tecnologías más avanzadas para producir silicio. En 1974, Siemens (Alemania) desarrolló una tecnología para producir silicio mediante un ciclo carbotérmico, que redujo el coste del proceso en un orden de magnitud. Sin embargo, esta tecnología ya no requiere arena ordinaria, sino el llamado cuarzo especialmente puro, cuyas reservas son las más grandes de nuestro país, lo que sin duda es beneficioso para Rusia, porque las reservas existentes son suficientes para todos.

Paneles solares como forma de uso de la energía solar.

El sol es la fuente de energía más poderosa de nuestro sistema solar. La presión en su interior es de unos 100 mil millones de atmósferas y la temperatura alcanza los 16 millones de grados. Sólo una fracción dos mil millones de toda la radiación llega a la Tierra. Pero incluso esta pequeña parte supera en potencia a todas las fuentes de energía terrestres (incluida la energía del núcleo terrestre). El uso de energía solar se ha vuelto común hoy en día y los paneles solares son cada vez más populares.
Los primeros paneles solares se utilizaron en 1957 durante la exploración del espacio. Fueron instalados en el satélite para convertir la energía solar en energía eléctrica, necesaria para el funcionamiento del satélite. En la creación de células solares se utilizan materiales semiconductores, normalmente silicio.

El principio de funcionamiento de las células solares se basa en el efecto fotoeléctrico: la conversión de la energía luminosa en electricidad. Cuando la energía solar incide en un semiconductor no homogéneo (la falta de homogeneidad se puede lograr de varias maneras, como por ejemplo mediante dopaje), se crean en él portadores de carga en desequilibrio de ambos tipos. Cuando este sistema se conecta a un circuito externo, se pueden “recolectar” electrones, creando así una corriente eléctrica. Son muchos los efectos que inciden negativamente en la cantidad de corriente recibida (por ejemplo, la reflexión parcial de los rayos solares o su dispersión), por lo que el trabajo de investigación para crear el material más adecuado es muy relevante en la actualidad.
Las baterías solares son módulos grandes que se ensamblan a partir de elementos individuales. Estos elementos suelen ser placas pequeñas (cuyas dimensiones son en promedio 130x130 mm), con contactos soldados a ellas.
Este tipo de energía es absolutamente respetuosa con el medio ambiente, ya que no producen emisiones tóxicas ni peligrosas a la atmósfera, no contaminan el agua ni el suelo e incluso no emiten radiaciones peligrosas. Además, se trata de una fuente muy fiable de energía alternativa: según los científicos, el sol brillará durante varios millones de años más. Además, la energía solar es absolutamente gratuita. Otra cosa, por supuesto, es que la creación de la propia célula solar es un procedimiento bastante caro.

Pero esta cuestión también tiene un inconveniente. A pesar de que la energía del sol es gratuita y enorme, no es constante. El rendimiento de los paneles solares depende en gran medida del clima. En tiempo nublado, la cantidad de electricidad generada disminuye significativamente y por la noche se detiene por completo. Tratando de hacer frente de alguna manera a esto, los científicos han desarrollado todo tipo de baterías. Pero con la carga de estaciones solares tan enormes, las baterías no pueden soportar más de una hora. Por lo tanto, el uso de paneles solares sólo es posible junto con una fuente estable de electricidad.
Los paneles solares son comunes en las regiones tropicales y subtropicales. El número de días soleados en los países de estas regiones es máximo, por lo que la cantidad de electricidad generada también es máxima.

La energía solar no sólo la pueden utilizar las grandes empresas, sino también los propietarios de viviendas particulares. Por ejemplo, en Alemania se instalan paneles solares en los tejados de las casas, lo que permite a los propietarios ahorrar alrededor del 50% de todos los costes energéticos. Teniendo en cuenta que el coste de la electricidad en este país es bastante elevado. En los días soleados, la cantidad de energía procesada puede exceder la necesaria. También en Alemania el Estado compra estos excedentes a particulares y revende la electricidad comprada por la noche a un precio más bajo, lo que estimula el interés de la población por instalar paneles solares.
En las regiones más despejadas se están construyendo plantas de energía solar (GES) enteras. El principio de su funcionamiento es algo diferente al de los paneles solares. Estas plantas solares concentran la energía solar y la utilizan para impulsar turbinas, motores térmicos, etc. Un ejemplo es la torre solar en España. Muchos espejos dirigen los rayos del sol hacia su parte superior, calentando el agua allí a 250 grados. Esto es beneficioso en muchos sentidos.
Otra ventaja de los paneles solares es su movilidad. Un pequeño elemento expuesto a la luz del sol puede generar suficiente electricidad, por ejemplo, para recargar un teléfono móvil o un ordenador portátil de bajo consumo.

energía de la tierra

El planeta Tierra es el objeto más asombroso y misterioso que ha cautivado la mente de las personas durante muchos siglos. Da vida compartiendo calor, agua, alimentos y la quita mediante huracanes, terremotos, inundaciones o erupciones volcánicas. Para sobrevivir, una persona necesita energía y la obtiene robando las entrañas de nuestro planeta: extrayendo toneladas de petróleo, carbón, talando bosques, etc. A pesar de que nuestro planeta es muy rico, sus reservas aún no son ilimitadas. Este problema preocupa desde hace muchos años a los jefes de Estado y a los científicos: constantemente se buscan nuevas fuentes de energía alternativa.

Una posible solución a este acuciante problema es la energía geotérmica, es decir, utilizar el calor interno de la tierra y convertirlo en electricidad.

La temperatura aproximada del núcleo terrestre es de 5000°C y la presión allí alcanza los 361 GPa. Valores tan increíblemente altos se consiguen gracias a la radiactividad del núcleo. Calienta las capas rocosas cercanas, creando así flujos calientes del tamaño de continentes. Se elevan lentamente desde las profundidades de las entrañas de la tierra, obligando a los continentes a moverse, provocando erupciones volcánicas y terremotos.

A medida que se aleja del núcleo, la temperatura disminuye constantemente, pero el calor durante las erupciones volcánicas sugiere que incluso la temperatura "baja" del núcleo es simplemente colosal. La energía térmica de la Tierra es enorme, pero el problema es que las tecnologías modernas aún no permiten utilizarla, si no en su totalidad, al menos a la mitad.

En cierto sentido, el núcleo de la Tierra puede considerarse una máquina de movimiento perpetuo: hay una fuerte presión (y gracias a la gravedad siempre la habrá), lo que significa altas temperaturas y reacciones atómicas. Pero hasta ahora no se han creado tecnologías ni materiales que puedan soportar condiciones tan duras y permitirles llegar al núcleo. Hoy en día podemos aprovechar el calor de las capas superficiales, cuya temperatura no es comparable a miles de grados, pero es suficiente para su uso beneficioso.
Hay varias formas de utilizar la energía geotérmica. Por ejemplo, se puede utilizar agua caliente subterránea para calentar edificios residenciales, todo tipo de empresas o instituciones. Pero de mayor interés es el aprovechamiento de la energía térmica para convertirla en electricidad.

La energía geotérmica se distingue por la forma en que surge del suelo:

"Vapor seco" . Se trata de vapor que escapa del suelo sin gotas de agua ni impurezas. Es muy conveniente utilizarlo para turbinas giratorias que generan energía eléctrica. Y el agua condensada suele permanecer bastante limpia y puede devolverse al suelo o incluso a cuerpos de agua cercanos.
"Vapor húmedo" . Es una mezcla de agua y vapor. En este caso, la tarea se vuelve algo más complicada, ya que primero hay que separar el vapor del agua, y solo después utilizarlo. Las gotas de agua pueden dañar las turbinas.
"Sistema de ciclo binario" . Sólo sale agua caliente del suelo. Con esta agua, el isobutano se convierte en estado gaseoso. Y luego utilizan vapor de isobutano para hacer girar las turbinas. Esta agua se puede utilizar para la calefacción directa de locales: calefacción centralizada.

La desventaja de estas instalaciones es que están geográficamente ligadas a zonas de actividad geotérmica, que se encuentran de forma muy desigual sobre la superficie de la tierra. En Rusia, las fuentes de energía geotérmica se encuentran en Kamchatka, las Islas Kuriles y Sajalín, regiones económicamente poco desarrolladas. Dado que su infraestructura está poco desarrollada, están escasamente pobladas, tienen un terreno complejo y una alta actividad sísmica, estas áreas no son económicamente rentables para crear estaciones térmicas allí. Pero esto no puede convertirse en una limitación de la energía térmica de nuestro planeta.
A mediados del siglo XIX, el físico británico William Thomson sentó las bases de la tecnología de las bombas de calor. El principio de funcionamiento se puede explicar esquemáticamente mediante tres circuitos cerrados.

Por el circuito exterior circula el llamado refrigerante, que absorbe el calor del ambiente. Normalmente, este circuito es una tubería lo más cerca posible de una fuente de calor externa (tierra, río, mar, etc.) con anticongelante circulante (líquido anticongelante).

En el segundo circuito circula una sustancia que se evapora debido al calor de la sustancia del primer circuito y se condensa cediendo calor a la sustancia del último tercer circuito. En el segundo circuito, se utiliza un refrigerante (una sustancia con una temperatura de evaporación baja) como sustancia evaporada. En el mismo circuito están integrados un condensador, un evaporador y dispositivos que cambian la presión del refrigerante. El tercer circuito es el elemento calefactor que transfiere calor a las habitaciones.
Existe otro proyecto que convierte el calor de la corteza terrestre en electricidad. Este proyecto fue desarrollado por científicos de uno de los laboratorios nacionales del Departamento de Energía de Estados Unidos. La tecnología consiste en perforar dos pozos poco profundos de unos cuatro kilómetros de profundidad, que llegan hasta roca dura. A continuación, las rocas se trituran mediante explosiones subterráneas, aumentando la profundidad del pozo. Uno de los pozos se llena de agua y se calienta a 176 grados. A pesar de que la temperatura es relativamente baja, es suficiente para calentar habitaciones y generar electricidad. Luego, el agua sube por otro pozo (intentan ubicarlo a una distancia considerable del primero) e ingresa a la central eléctrica.

La ventaja de este método es su independencia de la actividad geotérmica de la zona: es adecuado para su instalación en casi cualquier lugar.
Desde hace bastante tiempo, las mentes de los científicos están excitadas por otro tipo de energía en la Tierra: la energía del campo magnético. Hasta la fecha no se ha creado ni un solo proyecto real existente. Pero el enorme potencial del campo magnético nos empuja constantemente a inventar dispositivos más nuevos y sofisticados. Uno de ellos es el coche eléctrico Tesla. El principio de funcionamiento de este dispositivo sigue siendo un misterio para todos.

Nikola Tesla reemplazó el motor de gasolina de un automóvil convencional por un motor eléctrico de CA estándar de 80 hp que no tenía fuentes de energía externas visibles. El coche podía alcanzar velocidades de hasta 150 km/h. Según el propio científico, la máquina funcionó gracias “¡al éter que nos rodea!” Los investigadores modernos creen que el físico utilizó la energía del campo magnético de nuestro planeta en su generador. Podría sintonizar su circuito de CA de alta frecuencia a una frecuencia de resonancia de 7,5 Hz. Pero éstas son sólo conjeturas.
Las fuentes de energía alternativas, como la térmica o la magnética, pronto dejarán de ser fantasías o hipótesis para convertirse en una necesidad. Pues bien, gracias a sus ventajas: alto respeto al medio ambiente, independencia de la ubicación y de las condiciones climáticas, bajos costes de producción y, por supuesto, inagotabilidad, estas fuentes de energía se están volviendo muy prometedoras.

Energía eólica comienzo de la forma

El aire es viento, una de las fuentes de energía alternativas de nuestro planeta.

La modernidad define el viento como un flujo de aire que se mueve a lo largo de la superficie terrestre a una velocidad superior a 0,6 m/s. Surge debido a la distribución desigual de la presión atmosférica, que cambia constantemente, desplazando enormes capas de aire de una zona de alta presión a una zona de baja presión. En la antigüedad, no existía una idea única sobre todas estas definiciones astutas, pero esto no impidió que los pueblos antiguos aprendieran a utilizar la energía eólica para sus propios fines.

Incluso antes de nuestra era, los egipcios hábiles cruzaron el Nilo en los primeros veleros. Como resultado, este se convirtió en el primer paso en el desarrollo de la navegación. Los vikingos no fueron menos inventivos. Sus veleros de combate, impulsados por fuertes ráfagas de viento, superaron en velocidad y ligereza a todos los barcos de Europa occidental, infundiendo miedo y terror entre la población local. La creación de los primeros molinos de viento en el siglo XII supuso el nacimiento del primer pan horneado, sin el cual es imposible imaginar cualquier mesa moderna.

El uso de la energía eólica ha encontrado una gran aplicación en Holanda. El país se inunda a menudo porque está por debajo del nivel del mar, y el uso de la energía eólica en el siglo XIV para bombear agua de los campos le permitió figurar entre los países más ricos de la época. Posteriormente, otros países europeos comenzaron a utilizar esta fuente de energía alternativa para lograr el efecto contrario: suministrar agua a los campos secos.

En el siglo XIX, los molinos de viento se habían convertido en algo común entre la gente. En 1900, sólo en Dinamarca había más de dos mil molinos de viento. Y la creación del primer molino de viento que convierte el viento en electricidad fue el comienzo de una nueva ronda en la historia de la energía moderna: la energía eólica.

La energía eólica se ha vuelto muy prometedora porque el viento es una fuente de energía renovable. El desarrollo de este sector energético es muy activo: en 2008, la capacidad total instalada de todos los aerogeneradores ascendía a 120 gigavatios. Dado que la potencia de un generador eólico depende del área de la pala del generador, existe una tendencia a aumentar su tamaño y estas estructuras no pueden llamarse molinos, ahora son turbinas.

Este tipo de energía se ha generalizado en Estados Unidos. A mediados del siglo XX se habían construido allí varios cientos de miles de turbinas. Con el tiempo, los parques eólicos se han convertido en un fenómeno muy común en la ventosa California y en todo el estado, y después de la publicación de una ley que obligaba a las empresas de servicios públicos a comprar el exceso de electricidad eólica a los ciudadanos comunes, esta área se volvió atractiva desde el punto de vista financiero.

El aspecto medioambiental de la energía eólica es importante. Según el Consejo Mundial de Energía Eólica, para 2050 esta industria ayudará a reducir las emisiones anuales de dióxido de carbono (CO 2) en 1.500 millones de toneladas. Las turbinas ocupan una superficie muy pequeña del parque eólico (alrededor del 1%), por lo que el resto está abierto a la agricultura. Esto es de gran importancia en países pequeños y densamente poblados.
La energía eólica ganó importancia en 1973, cuando la OPEP impuso un embargo a la producción de petróleo y comenzó a realizar un seguimiento anual de la producción. El costo del petróleo ha aumentado significativamente, lo que ha obligado a los estados a estudiar y desarrollar fuentes de energía alternativas. Cada año, el coste de la tecnología de energía eólica disminuye, lo que aumenta la proporción de energía eólica en el volumen total. Hoy en día esta contribución a nivel mundial es sólo del 2%, pero esta cifra crece cada minuto.

Energía del agua

El agua es la fuente de vida en la tierra. Este es uno de los fenómenos más singulares y sorprendentes de nuestro planeta, que posee muchas propiedades únicas, cuyo uso puede resultar muy beneficioso y útil para los humanos.

La energía del agua es una de las primeras fuentes de energía que la gente aprendió a utilizar para sus propios fines. Así, el principio de funcionamiento de los primeros molinos fluviales es simple y al mismo tiempo ingenioso: una corriente de agua en movimiento hace girar la rueda, convirtiendo la energía cinética del agua en trabajo mecánico de la rueda. De hecho, todas las centrales hidroeléctricas modernas funcionan de manera similar, con una única adición importante: la energía mecánica de la rueda se convierte luego en energía eléctrica.

La energía del agua se puede dividir a grandes rasgos en tres tipos según la forma en que se transforma:

1. Energía de reflujos y flujos. . El fenómeno de la marea baja es muy interesante y durante mucho tiempo no se pudo explicar. Los grandes objetos espaciales masivos (y por supuesto cercanos a la Tierra), como la Luna o el Sol, debido a la acción de su gravedad, provocan una distribución desigual del agua en el océano, creando “jorobas” de agua. Debido a la rotación de la tierra, estas “jorobas” comienzan a moverse y desplazarse hacia las costas. Pero debido a la misma rotación de la Tierra, la posición del océano con respecto a la Luna cambia, reduciendo así el efecto de la gravedad.

Durante la marea alta se llenan tanques especiales ubicados en la costa. Los embalses se forman gracias a las represas. Durante la marea baja, el agua inicia su movimiento inverso, que se utiliza para hacer girar turbinas y convertir energía. Es importante que la diferencia de altura durante la marea alta y baja sea lo más grande posible; de lo contrario, una estación de este tipo simplemente no puede justificarse. Por lo tanto, las centrales mareomotrices se crean, por regla general, en lugares estrechos donde la altura de las mareas alcanza al menos 10 m. Por ejemplo, una estación de mareas en Francia en la desembocadura del río Rance.

Pero estas estaciones también tienen sus desventajas: la creación de una presa provoca un aumento de la amplitud de las mareas del océano, lo que conlleva la inundación de la tierra con agua salada. Como consecuencia, se produce un cambio en la flora y fauna del sistema biológico, y no para mejor.
2. Energía de las olas del mar. A pesar de que la naturaleza de esta energía es muy similar a la energía de los flujos y reflujos, todavía es costumbre separarla en una rama separada. Este tipo de energía tiene una potencia específica bastante elevada (la potencia aproximada de las olas del océano alcanza los 15 kW/m). Si la altura de la ola es de unos dos metros, este valor puede aumentar hasta 80 kW/m. No es posible convertir toda la energía de las olas en energía eléctrica, pero aun así el coeficiente de conversión es bastante alto: 85%.
Hoy en día, el uso de la energía de las olas del mar no está muy extendido debido a una serie de dificultades que surgen a la hora de crear instalaciones. Hasta el momento esta área se encuentra sólo en la etapa de investigación experimental.
3. Centrales hidroeléctricas . Este tipo de energía estuvo disponible para el hombre gracias al “trabajo” conjunto de tres elementos: agua, aire y, por supuesto, el sol. El sol evapora el agua de la superficie de lagos, mares y océanos, formando nubes. El viento mueve el agua gaseosa a zonas más altas, donde se condensa y, al caer en forma de precipitación, comienza a fluir de regreso a sus fuentes originales. En el camino de estos flujos se instalan centrales hidroeléctricas, que interceptan la energía del agua que cae y la convierten en electricidad. La energía generada por la central depende de la altura de la caída del agua, por lo que se empezaron a crear represas en las centrales hidroeléctricas. También te permiten regular el caudal. La creación de una estructura tan enorme es muy costosa, pero la central hidroeléctrica se amortiza por completo debido a la inagotabilidad del recurso utilizado y al libre acceso al mismo.
Este tipo de energía, por analogía con los demás, tiene ventajas y desventajas. Al igual que en el caso de la energía mareomotriz, la creación de una central hidroeléctrica provoca la inundación de una gran superficie y provoca daños irreparables a la fauna local. Pero incluso teniendo en cuenta esta circunstancia, podemos hablar del alto respeto al medio ambiente de las centrales hidroeléctricas: sólo causan daños locales, sin contaminar la atmósfera terrestre. En un intento por reducir los daños causados por las estaciones, se están desarrollando cada vez más métodos nuevos de funcionamiento y se mejora constantemente el diseño de las turbinas.

Uno de los métodos propuestos fue "bombear" las baterías. El agua que pasa por las turbinas no fluye más, sino que se acumula en grandes depósitos. Cuando la carga de una central hidroeléctrica se vuelve mínima, utilizando la energía de una central nuclear o térmica, el agua almacenada se bombea de nuevo y todo se repite. Este método gana tanto en términos de indicadores medioambientales como económicos.
Otro ámbito interesante para el uso de la energía hidráulica fue ideado por expertos de la Comisión de Energía Atómica de Grenoble, Francia. Proponen utilizar la energía de la lluvia que cae. Cada gota que cae sobre el elemento piezocerámico lo afecta físicamente, lo que provoca la aparición de un potencial eléctrico. A continuación se modifica la carga eléctrica (al igual que en los micrófonos la señal eléctrica se convierte en vibraciones).

Debido a la diversidad de sus formas, el agua tiene un potencial energético realmente enorme. Hoy en día, la energía hidroeléctrica ya está muy desarrollada y representa el 25% de la producción mundial de electricidad y, dado el ritmo de su desarrollo, podemos decir con seguridad que es un área muy prometedora.

Energía Atómica comienzo de la forma

A finales del siglo XX, el problema de encontrar fuentes de energía alternativas se volvió muy urgente. A pesar de que nuestro planeta es verdaderamente rico en recursos naturales, como petróleo, carbón, madera, etc., todos estos recursos son finitos. Por tanto, tenemos que buscar fuentes de energía más nuevas y avanzadas.

Durante mucho tiempo, la humanidad ha encontrado una u otra solución al problema de las fuentes de energía alternativas, pero el verdadero avance en la historia de la energía fue la aparición de la energía nuclear.

La teoría nuclear ha recorrido un largo camino antes de que la gente aprendiera a utilizarla para sus propios fines. Todo empezó en 1896, cuando A. Becquerel registró unos rayos invisibles que emitía el mineral de uranio y que tenían un gran poder de penetración. Este fenómeno se denominó más tarde radiactividad.

La historia del desarrollo de la energía nuclear contiene varias docenas de nombres destacados, incluidos físicos soviéticos. La etapa final del desarrollo se puede llamar 1939, cuando Yu.B. Khariton y Ya.B. Zeldovich demostraron teóricamente la posibilidad de llevar a cabo una reacción en cadena de fisión de núcleos de uranio-235. Además, el desarrollo de la energía nuclear avanzó a pasos agigantados. Según las estimaciones más aproximadas, la energía que se libera al descomponer 1 kg de uranio se puede comparar con la energía que se obtiene quemando 2.500.000 kg de carbón.

Durante la Segunda Guerra Mundial, todas las investigaciones se redirigieron al ámbito militar. El primer ejemplo de energía nuclear que el hombre pudo demostrar al mundo entero fue la bomba atómica y luego la bomba de hidrógeno.

Sólo años más tarde la comunidad científica dirigió su atención a áreas más pacíficas donde el uso de la energía nuclear podría resultar verdaderamente útil. Así comenzó el amanecer del campo de energía más joven. Comenzaron a aparecer centrales nucleares y en la ciudad de Obninsk, en la región de Kaluga, se construyó la primera central nuclear del mundo.

Hoy en día existen varios cientos de centrales nucleares en todo el mundo. El desarrollo de la energía nuclear fue increíblemente rápido. En menos de 100 años, logró alcanzar un nivel altísimo de desarrollo tecnológico. La cantidad de energía que se libera durante la fisión de los núcleos de uranio o plutonio es incomparablemente grande; esto hizo posible la creación de grandes centrales nucleares de tipo industrial.

Esta energía se obtiene como resultado de una reacción en cadena de fisión de los núcleos de determinados elementos radiactivos. Normalmente se utiliza uranio-235 o plutonio. La fisión nuclear comienza cuando la golpea un neutrón, una partícula elemental que no tiene carga, pero que tiene una masa relativamente grande (0,14% más que la masa de un protón). Como resultado, se forman fragmentos de fisión y nuevos neutrones, que tienen una alta energía cinética, que a su vez se convierte activamente en calor.
Este tipo de energía se produce no sólo en las centrales nucleares. También se utiliza en submarinos nucleares y rompehielos nucleares.
Para el funcionamiento normal de una central nuclear se necesita combustible. Por regla general, se trata de uranio. Este elemento está muy extendido en la naturaleza, pero es difícil de obtener. No hay depósitos de uranio en la naturaleza (como el petróleo, por ejemplo), sino que está, por así decirlo, "manchado" por toda la corteza terrestre. Los minerales de uranio más ricos, que son muy raros, contienen hasta un 10% de uranio puro. El uranio se encuentra generalmente en minerales que contienen uranio como elemento de reemplazo isomórfico. Pero a pesar de todo esto, la cantidad total de uranio que hay en el planeta es enormemente grande. Quizás en un futuro próximo las últimas tecnologías aumenten el porcentaje de producción de uranio.

Una fuente de energía tan poderosa y, por tanto, de fuerza, no puede dejar de ser motivo de preocupación. Existe un debate constante sobre su fiabilidad y seguridad. Es difícil evaluar el daño que la energía nuclear causa al medio ambiente. Sin embargo, si mañana nuestro planeta se quedara sin todas las reservas de fuentes de energía tradicionales, entonces la energía nuclear tal vez sería la única área que realmente podría reemplazarla. No se pueden negar sus beneficios, pero no debemos olvidarnos de las posibles consecuencias.

Bioenergía

Existe mucha confusión en torno al concepto de bioenergía.

Por definición, la bioenergía es una rama de las energías alternativas, es decir, la energía que se considera renovable. La cantidad de energía que consume toda la humanidad al año es sencillamente enorme. Por tanto, surge la pregunta de si algún recurso puede recuperarse según el ritmo de su consumo.

La bioenergía es una combinación de toda una gama de fuentes de energía alternativas. Este espectro está unido por un concepto general: la biomasa. De hecho, este es el resultado de la actividad vital de todos los organismos vivos de nuestro planeta.

Cada año el aumento de biomasa en el planeta alcanza los 130 mil millones de toneladas de materia seca. Esto corresponde a 660.000 TWh al año, mientras que la comunidad mundial sólo necesita 15.000 TWh al año.
Hoy en día, más del 99% de los propietarios de automóviles utilizan combustible elaborado a partir de petróleo. Y cada día crece el número de coches en las carreteras. El combustible derivado del petróleo difícilmente puede considerarse renovable. La cantidad de petróleo disminuye inexorablemente cada año, lo que provoca un aumento de su precio. Y dado que las economías de muchos países recién se están desarrollando, a pesar del aumento de los precios, la demanda de petróleo seguirá creciendo. Un círculo vicioso cuya salida puede ser el biocombustible.
Durante mucho tiempo, los biocombustibles se consideraron poco competitivos porque eran inferiores a los combustibles fósiles tanto en términos de energía producida como de complejidad de implementación. Pero las tecnologías en constante desarrollo han ayudado a resolver estos problemas. Los biocombustibles vienen en diferentes tipos:

líquido: metanol, etanol, biodiesel;
gaseoso: hidrógeno, gas licuado de petróleo (fracciones de propano-butano);
duro: leña, carbón, paja.

El biocombustible líquido de nueva creación se distingue por su respeto al medio ambiente y su disponibilidad, pero además tiene otra ventaja importante. Para cambiar a biocombustibles líquidos no se requieren cambios significativos en la estructura de motores y equipos. El biocombustible en sí es una materia prima que se obtiene procesando, por regla general, tallos de colza, soja, caña de azúcar o maíz. Se están desarrollando muchas otras direcciones para producir combustible orgánico (por ejemplo, a partir de celulosa).

El gas natural, el hidrógeno y materias primas similares no pueden clasificarse como fuentes renovables, por lo que pueden considerarse, hasta cierto punto, una medida a medias a la hora de pasar a los biocombustibles. Además, existen muchas dificultades asociadas con la implementación de dicha tecnología. Por ejemplo, un motor de hidrógeno podría convertirse en un representante muy prometedor de su “familia”, pero para el funcionamiento normal del automóvil sería necesario fijar un tanque entero en el techo del automóvil, lo cual no es muy conveniente. Y en estado comprimido, el hidrógeno es muy explosivo.

Los últimos inventos en el campo de la nanotecnología han venido al rescate: se está desarrollando un proyecto para crear nanocápsulas para almacenar hidrógeno y otros gases explosivos. Cada nanocápsula (nanotubo modificado) se llenará con una cierta cantidad de moléculas de gas y se “obstruirá” con fullereno, lo que permitirá dividir el gas en porciones, haciéndolo seguro.

La situación con el combustible biodiesel es mucho más sencilla. El combustible biodiesel es aceite vegetal transesterificado con metanol (a veces se puede utilizar etanol o alcohol isopropílico). La reacción suele tener lugar a presión normal y una temperatura de 60 °C. Los aceites vegetales se obtienen de una amplia variedad de flora (más de 20 tipos), pero el líder sigue siendo el de colza. Es una planta oleosa de fácil cultivo en condiciones agrícolas.
Pero los beneficios de la bioenergía no terminan ahí. Además de responder a preguntas acuciantes de nuestro tiempo sobre la búsqueda de fuentes de energía alternativas y su respeto al medio ambiente, es importante destacar el aspecto material.

Las importaciones de petróleo tienen un impacto significativo en el presupuesto del país, dado el constante aumento de su precio. Por el contrario, los biocombustibles son cada día más baratos. Por tanto, se puede argumentar que los ahorros al cambiar a biocombustibles pueden ser muy significativos.

En febrero de 2006, la Unión Europea adoptó el documento “Estrategia para los biocombustibles”, que describe el potencial de mercado, legislativo y de investigación para aumentar el uso de biocombustibles. Aunque hoy en día el porcentaje de los biocombustibles en la energía mundial no llega ni al uno por ciento, con tantas ventajas la situación debería cambiar mucho en un futuro próximo.

2. Problemas del ahorro de energía en Rusia y en el extranjero, formas de solucionarlos

Un acontecimiento verdaderamente histórico para Rusia tras los resultados de 2009 fue la aprobación de la Ley Federal "Sobre el ahorro y el aumento de la eficiencia energética". En los últimos años, su proyecto ha pasado por más de una edición, y los acalorados debates en torno a ciertas disposiciones de este documento han adquirido una escala nacional, extendiéndose más allá de la comunidad profesional y los círculos cercanos a los órganos legislativos.

El despilfarro de energía de los ciudadanos rusos no es accidental. En primer lugar, se debe a factores históricos y climáticos. Otro indicador importante es el subdesarrollo de la legislación en comparación con la amplia experiencia legislativa de los países desarrollados. En Rusia acaba de empezar a legislarse en materia de ahorro de energía; el presidente Dmitry Medvedev tomó la iniciativa en la comisión de modernización y desarrollo tecnológico de la economía el 30 de septiembre de 2009. Y el 11 de noviembre de 2009, la Duma del Estado aprobó en tercera lectura la ley federal "Sobre el ahorro de energía y el aumento de la eficiencia energética".

En su efecto, abarcará a todos; desde la aprobación del Código Fiscal, la Duma del Estado no ha considerado un proyecto de ley que afecte tan ampliamente la vida de literalmente todos los ciudadanos y la producción de cada empresa. Desde el punto de vista del Estado, estos son pasos extremadamente importantes. El objetivo final del evento es la economía de combustible.

El consumo de energía en Rusia alcanza casi mil millones de toneladas de combustible estándar. Según el Ministerio de Energía ruso, si la intensidad energética se redujera al nivel europeo, nuestro consumo bajaría a 650 millones de toneladas de combustible estándar.

Consideremos las bombillas de bajo consumo y las casas pasivas como las áreas de ahorro de energía más importantes.

Bombillas de bajo consumo

Una lámpara incandescente común y corriente, que se utiliza en todas partes como iluminación durante más de cien años, calienta bien y brilla mal. Su eficiencia luminosa (es decir, el número de lúmenes emitidos por unidad de consumo de energía) es extremadamente baja. El argumento a favor de las lámparas alternativas es, en general, el mismo: proporcionan la misma cantidad de luz con menos consumo de energía y una vida útil más larga.

Sin embargo, la posición de Dmitry Medvedev sobre la idea de reemplazar las lámparas incandescentes por otras de bajo consumo se reflejó de manera muy controvertida en las acciones posteriores de los funcionarios.

A partir del 1 de enero de 2011, está prohibida la compra de lámparas incandescentes para necesidades estatales y municipales y la circulación de lámparas incandescentes de 100 W o más. El proyecto de ley establece además que a partir del 1 de enero de 2013 se podrá prohibir las bombillas de 75 vatios y, a partir del 1 de enero de 2014, las de 25 vatios. La obra maestra “Las lámparas de 75 y 25 vatios pueden prohibirse o tal vez no” no permite a las empresas formular sus programas de inversión ni siquiera en una aproximación mínima. Es posible aumentar la importación de lámparas fluorescentes compactas de la noche a la mañana, pero para organizar la producción es necesario, al fin y al cabo, tener un plan preciso para un período, al menos algo decente. Podemos predecir con confianza que con este enfoque a las empresas rusas les resultará extremadamente difícil invertir en nueva producción.

La ley adoptada en esta versión provocará una evidente fiebre en el mercado de la iluminación, un aumento de la importación de lámparas fluorescentes compactas baratas y la propagación de fobias imaginarias asociadas a la nocividad y toxicidad de estas lámparas.

La ley aprobada exige que todos hagamos una transición total a la medición por instrumentos de los recursos energéticos producidos, transmitidos y consumidos. Porque antes de ahorrar algo, necesitas saber cuánto consumiste.

Se conceden dos años a la población para equipar completamente sus propiedades con contadores: apartamentos, oficinas, almacenes y locales industriales. El pago de la instalación y sustitución del contador corre a cargo de los consumidores. La Ley “Sobre el Ahorro Energético” afectará directamente al bolsillo de los ciudadanos. Además de las bombillas, tendrás que gastar al menos dinero en contadores de energía, gas, agua y calefacción.

La contabilidad de la energía eléctrica, el gas natural, el calor y el agua es un problema técnica y económicamente solucionable para el que se han establecido soluciones estándar. Sin embargo, paradójicamente, el marco regulatorio existente ahora impide que la población cambie a la contabilidad de recursos medidos. Esto es especialmente evidente en la contabilidad del agua. Al instalar un medidor ahora, un ciudadano puede recibir mayores costos en lugar de ahorrar costos. Hasta que todos los habitantes de la casa hagan lo mismo, el instalador del contador multiplicará las lecturas de su dispositivo por un coeficiente en función del número de pérdidas de agua registradas en la casa, el consumo para las necesidades generales de la casa y los estándares de consumo de agua establecidos para los residentes. que no disponen de contadores, y teniendo en cuenta también el consumo real.

Para acabar con este salvajismo, cuando los gastos dependen en gran medida no del consumo, sino del número de vecinos empadronados en la casa y de la frecuencia de sus tratamientos de agua, no basta con aprobar una ley de ahorro y eficiencia energética. Será necesario reescribir cuidadosa y detalladamente el Decreto del Gobierno de la Federación de Rusia del 23 de mayo de 2006 No. 307 "Sobre el procedimiento para la prestación de servicios públicos a los ciudadanos".

El siguiente paso para reducir el consumo de calor, agua y electricidad es una lista de actividades que los ciudadanos deben realizar por sí mismos. Hasta el momento la lista no existe en la naturaleza. La lista en sí y los principios para su implementación serán establecidos por el gobierno de la Federación de Rusia. Será aprobado por las autoridades regionales. Cada cinco años, las exigencias en materia de eficiencia energética de los edificios y, en consecuencia, en la seriedad de las medidas adoptadas, serán más estrictas.

Estas actividades incluirán más que simplemente reemplazar bombillas. Probablemente habrá algo que reemplace las ventanas soviéticas con modernas ventanas de doble acristalamiento. En general, esto es todo lo que está disponible para un ciudadano en un solo apartamento u oficina. Son posibles medidas relacionadas con el aislamiento y el ahorro energético de toda la casa. Idealmente, una empresa gestora competente podrá celebrar un contrato de servicio energético que permita a los residentes pagar el aislamiento de la fachada a plazos, gracias al ahorro resultante del menor consumo de calor. En lugar de soluciones técnicas estándar y mecanismos financieros y legales para mejorar el parque de viviendas existente, la ley espera la creatividad viva de las masas y de las autoridades de vivienda.

Desafortunadamente, el proyecto de ley prácticamente no advierte la diferencia fundamental entre las construcciones nuevas y los edificios ya construidos. En el ámbito de las nuevas construcciones, el método de la “bombilla”, que consiste en prohibir, por ejemplo, el hormigón frío y fomentar los ladrillos calientes y porosos, puede funcionar. Entre los cinco principios fundamentales para crear una casa cálida y luminosa, se encuentran principalmente los que han sido utilizados por los constructores desde la antigüedad: buen aislamiento térmico de paredes, techo y cimientos, orientación correcta de las ventanas hacia los puntos cardinales y reducción de la pérdida de calor. a través de ventanas.

Una ley funcional y eficaz sobre conservación de energía debería constar de muchos diseños que despierten el interés de cientos y miles de participantes del mercado en aumentar la eficiencia energética. El proyecto de ley ruso contiene sólo sus rudimentos. Enumeremos las medidas de incentivo disponibles en la ley.

Una empresa ahora podrá recibir un crédito fiscal a la inversión (diferimiento del pago del impuesto sobre la renta o del impuesto regional por un período de uno a cinco años) si aumenta la eficiencia energética de la producción de bienes, la realización del trabajo y la prestación de servicios. servicios.

Se presentan criterios más estrictos para las instalaciones de generación. La creación de una instalación de generación eléctrica o térmica con una eficiencia superior al 57% o que utilice fuentes de energía renovables da lugar a un crédito fiscal de hasta el 30% del coste del equipo adquirido. El gobierno ruso está obligado a añadir a esta lista aún corta otras instalaciones y tecnologías que tengan una alta eficiencia energética.

Nuestro retraso en eficiencia energética significa que debemos, sin perder tiempo buscando la manera, aprovechar la experiencia de otros países. En apoyo al plan de acción del G8, que incluye a Rusia, y en nombre de los líderes del G8, la Agencia Internacional de Energía (AIE) preparó un informe especial de 586 páginas "Perspectivas de la tecnología energética: escenarios y estrategias de desarrollo hasta 2050". La AIE cree que la eficiencia energética es primordial para abordar los desafíos de la energía limpia y segura, el cambio climático y el desarrollo sostenible. En su informe, la agencia citó muchas de las tecnologías necesarias para esto que ya han sido desarrolladas o están cerca de comercializarse. Así, los nuevos edificios pueden ser un 70% más eficientes energéticamente, los nuevos sistemas de iluminación pueden ser entre un 30 y un 60% más económicos, las pérdidas de calor a través de las ventanas modernas pueden ser tres veces menores (todo esto en comparación con las tecnologías occidentales típicas, no las típicas rusas).

Sin preocuparse por una integración más completa, el dominio de la experiencia internacional y una elaboración más detallada de los mecanismos pertinentes en el ámbito legislativo ruso, los autores del proyecto de ley aparentemente confiaron en la efectividad de las multas. Ahora el organismo autorizado podrá imponer multas masivas a ciudadanos y organizaciones por despilfarro de energía.

Según algunos analistas, el 40% de la energía consumida en Rusia se puede “liberar” mediante simples ahorros. Este hecho significa que en nuestro país casi la mitad de toda la energía producida se desperdicia cada año, y no en vano se nos otorga el estatus de uno de los países que más derrocha energía del mundo. La cantidad de energía desperdiciada y desperdiciada es comparable al volumen de todo el petróleo y productos derivados del petróleo exportados desde Rusia. Cada día nos olvidamos o nos da pereza apagar nuestras lámparas, y en todo el país ya hay millones, si no miles de millones, de lámparas.

Sin embargo, la popularidad del uso de lámparas de bajo consumo en nuestro país está ganando impulso y la demanda de este producto crece día a día. El interés por las luces de bajo consumo se debe no solo a las tendencias mundiales en el ahorro de energía, sino que, como muestra la práctica, se trata de una solución muy práctica para la iluminación del hogar.

¿En qué se diferencian las lámparas de bajo consumo de las lámparas incandescentes tradicionales? ¿Es el ahorro de energía la única característica diferente? Intentemos comprender estas cuestiones. Primero, veamos cómo funciona una lámpara de bajo consumo.

Una lámpara de bajo consumo consta de 3 componentes principales: una base, una unidad electrónica y una lámpara fluorescente.

Base- diseñado para conectar una lámpara a un dispositivo de iluminación.

la unidad electronica- (balasto electrónico: balastro electrónico) asegura el inicio y mantenimiento posterior del proceso de encendido de una lámpara fluorescente. Además, la Unidad Electrónica convierte el voltaje entrante de 220 V en el voltaje requerido para el funcionamiento de la lámpara fluorescente.

Lámpara fluorescente- la propia parte luminosa de la lámpara está llena de un gas inerte (argón) y vapor de mercurio. Las paredes interiores de la lámpara están cubiertas con una capa de fósforo.

Ahora conozcamos las características de las lámparas de bajo consumo.
Las lámparas de bajo consumo también se denominan lámparas fluorescentes compactas o, para abreviar, CFL.

Principio de funcionamiento Son similares a las lámparas fluorescentes: un tubo en forma de espiral o un sistema de tubos de arco llenos de un gas inerte (argón o xenón) y vapor de mercurio. Las paredes interiores de la lámpara están recubiertas de fósforo. Bajo la influencia del alto voltaje, los electrones se mueven en la lámpara, chocan con los átomos de mercurio y se forma radiación ultravioleta que, al pasar a través del fósforo, crea un brillo visible para nuestros ojos.

El diseño de las lámparas varía, normalmente se fabrican en forma de tubos retorcidos en espiral, pero también se presentan muestras compactas con las formas tradicionales de pera, vela, bola o cilindro. En las últimas muestras ya no hay una unidad electrónica (balasto electrónico), o más bien está ahí, solo que los ingenieros lograron pegarla en la base.

Flujo luminoso y potencia.

La potencia se indica en vatios; a menudo se indica la potencia equivalente de una bombilla convencional, que produce la misma cantidad de luz que una de bajo consumo. Por ejemplo, si una lámpara de bajo consumo dice 8W, brillará como una bombilla incandescente de 40W. A continuación se muestran los valores medios de potencia y el flujo luminoso correspondiente:
. 5W (25W) - 250 lúmenes;

8W (40W) - 400 lúmenes;
12W (60W) - 630 lúmenes;
15W (75W) - 900 lúmenes;
20W (100W) - 1200 lúmenes;
24W (120W) - 1500 lúmenes;
30W - 150W - 1900Lm;

Temperatura de luz

No será del todo correcto aplicar este parámetro a las lámparas fluorescentes, ya que se toma de la temperatura del filamento calentado en una lámpara incandescente y la temperatura se mide en Kelvin (K). La temperatura del filamento de una bombilla tradicional es de 2700 K o 2427 C y la bombilla se ilumina en amarillo.
Los fabricantes de lámparas fluorescentes respetan los siguientes rangos de temperatura:

2700 K: blanco cálido, corresponde a la luz de una bombilla incandescente normal;
3300-3500 K: blanco, no es un tipo común de CFL.
4000-4200 K: blanco frío, la lámpara brilla con un ligero tinte azul. Se recomienda elegir una potencia mayor para tales lámparas, ya que con tal temperatura de luz una lámpara de baja potencia brilla débilmente.
6000-6500K - diario. El brillo de las lámparas corresponde al de los tubos fluorescentes de alta potencia.

Toda la vida

Algunos fabricantes de lámparas de bajo consumo muy caras ofrecen garantías de entre 12.000 y 15.000 horas de funcionamiento de sus productos. Las lámparas de precio medio duran entre 6.000 y 10.000 horas. La opción más económica tiene una vida útil de 3000 a 4000 horas, lo que a veces no es cierto.

Índice de reproducción cromática

Un coeficiente importante, cuanto mayor sea, mejor. El valor mínimo requerido es R=82. Si el coeficiente es inferior a 82, se crea un efecto brumoso, las sombras de dicha luz no son claras, las sombras de los objetos blancos son nítidas con reflejos verdosos o azules. Al mirar una bombilla con R baja, se ven “conejitos” en los ojos, como mirar la soldadura o el sol.

Defectos
Las desventajas incluyen la frecuencia ambiental, todos sabemos muy bien que el vapor de mercurio es venenoso, por lo que no se recomienda romper las lámparas de bajo consumo. También cabe señalar que las lámparas fluorescentes compactas defectuosas no son infrecuentes. Como regla general, los defectos se encuentran a menudo en la categoría de productos económicos debido a una tecnología de producción imperfecta, y un gran porcentaje de lámparas baratas se apagan o comienzan a arder débilmente después de las primeras 1000 horas de funcionamiento.
Recomendaciones
Para alargar la vida útil de las lámparas de bajo consumo, existen ciertas recomendaciones de uso que ayudarán a alargar su vida útil. Al igual que con las lámparas incandescentes convencionales, la vida útil de las lámparas de bajo consumo se ve afectada por el encendido y apagado frecuente; se recomienda apagar la bombilla después de al menos 5 a 10 minutos de funcionamiento.
Las lámparas de bajo consumo no se pueden utilizar con dispositivos de arranque suave ni protectores contra sobretensiones que se utilizan con lámparas incandescentes convencionales.

También se recomienda utilizar lámparas de bajo consumo con sistema de arranque suave integrado, ya que este tipo de conmutación prolongará la vida útil en varios miles de horas. Durante los primeros minutos, la lámpara se calentará y no arderá a máxima potencia.
Ahorro
A pesar del precio inicialmente elevado, las CFL se están convirtiendo en una solución más económica y práctica. Hagamos un pequeño cálculo de la transición de las lámparas incandescentes convencionales a las de bajo consumo:
La vida útil media de una lámpara incandescente es de unas 1.000 horas, similar a la de una lámpara de bajo consumo: 6.000 horas. El costo de una lámpara incandescente es de 15 rublos, una lámpara de bajo consumo es de 120 rublos. Las potencias de las lámparas son de 100 W y 20 W, respectivamente. Supongamos que el coste de la electricidad es de 2 rublos por 1 kW/h. Para 6000 horas de funcionamiento se necesitan 6 lámparas normales por 15 rublos cada una, lo que equivale a 90 rublos. Durante 6000 horas de funcionamiento, 6 bombillas de 100 W quemarán 600 kW/h. energía por 2 rublos, lo que equivale a 1200 rublos. En total obtenemos 90+1200=1290 rublos.

Una lámpara de bajo consumo cuesta 120 rublos. la potencia es de 20W, resulta que para 6000 horas de funcionamiento consumirá 120 kW/h por 240 rublos. En total obtenemos 120+240=360 rublos.

Los costos son 3,5 veces menores. En la práctica, esta cifra puede ser mayor o menor. Saca tus propias conclusiones.

Casas pasivas

En Europa, una de las principales tendencias en el desarrollo de la construcción de viviendas es la creación de casas pasivas. Sus principales ventajas son los costes mínimos de calefacción y un microclima saludable.

Las casas pasivas son un estándar bastante nuevo para los edificios residenciales. Gracias al aislamiento y sellado de la envolvente del edificio, los costes de calefacción son insignificantes y no hay necesidad de sistemas de calefacción convencionales. El tema de las casas pasivas es hoy tan popular en Alemania y Austria que podemos hablar del comienzo de una silenciosa revolución en la construcción de viviendas. En el transcurso de una década, se construyeron allí más de 16.000 casas de este tipo y en los últimos tres o cuatro años los volúmenes han aumentado exponencialmente. Los requisitos para la eficiencia de los edificios en Alemania son cada vez más estrictos y cada vez se escucha más que en unos años las casas pasivas pueden convertirse en un estándar obligatorio en toda Alemania. No se construirá ninguna otra casa.

El concepto de casa pasiva se basa en un efecto muy simple: con una sola vela se puede calentar un espacio autónomo del que no se escapa calor. Por analogía: para una casa termo que no tiene pérdidas de calor, incluso en climas fríos habrá suficiente calor humano (el cuerpo humano emite 100 kW de energía térmica por día), energía solar y energía liberada por los aparatos eléctricos.

A mediados de la década de 1980, el ingeniero físico alemán Wolfang Feist hizo cálculos matemáticos para una casa termo que no necesitaría calefacción. El principal resultado de los cálculos es que una casa pasiva de este tipo no era un fenómeno matemático, sino algo muy real. En particular, no se necesitan paredes de ladrillo gruesas para aislar eficazmente un edificio; una capa de aislamiento de menos de medio metro es suficiente.

Para comprobar los cálculos de Feist, en 1991 se construyó la primera casa pasiva en Darmstadt. Un estudio detallado confirmó que el edificio prácticamente no consume calor. La casa experimental resultó ser sólo un 25% más cara que un edificio normal, lo que es bastante aceptable para la primera muestra. A mediados de la década de 1980, independientemente de Feist, el físico ruso Yuri Lapin hizo cálculos similares. Sin embargo, las autoridades de planificación urbana nacionales consideraron que esto no podía suceder en principio y ni siquiera probaron la idea.

Ya en la primera construcción pasiva del Dr. Feist se formularon los cinco principios básicos de una casa pasiva. El primer principio es un buen aislamiento térmico de todas las partes del edificio. Para aislar paredes, tejados y cimientos en el clima del centro de Alemania son suficientes materiales aislantes altamente eficaces con un espesor de 30 a 40 centímetros, lo que en términos de propiedades térmicas equivale a un espesor de ladrillo de seis a ocho metros.

El segundo es el uso de ventanas de doble acristalamiento de tres cámaras con una baja tasa de transferencia de calor. En tercer lugar, se presta especial atención al trabajo fino con los llamados puentes fríos (juntas de elementos, piezas metálicas, esquinas del edificio), a través de los cuales el calor se escapa activamente. Por ejemplo, las piezas metálicas se sustituyen por piezas de plástico. Cuarto, el edificio queda sellado y realmente se convierte en un termo que no deja salir aire.

Es cierto que aquí surge un problema: la gente respira, por lo que es necesario un suministro constante de aire fresco. En la práctica soviética, se suponía que la ventilación de las habitaciones se producía de forma natural, a través de respiraderos y grietas en ventanas y puertas. Está claro que para una casa pasiva hermética este enfoque es inaceptable, ya que en invierno el edificio perderá calor. Se encontró una solución en un sistema de ventilación artificial con recuperadores-intercambiadores de calor. Este es el quinto principio de la construcción de una casa pasiva.

El aire fresco ingresa al edificio a través de una tubería, pasa a través de un intercambiador de calor, donde toma parte del calor del aire de salida, que está a temperatura ambiente. En las casas pasivas, el nivel de recuperación alcanza el 75%, lo que significa que el aire saliente transfiere una parte importante de la energía al aire entrante. En invierno, si es necesario, el aire entrante se calienta adicionalmente. Es decir, todavía existe un sistema de calefacción en los edificios, pero es de aire y consume poca energía.

Resultado: la necesidad de calentar el espacio se reduce drásticamente. El criterio para una casa pasiva es el consumo de energía térmica: 15 kW por metro cuadrado al año. Esto es diez veces menos que los edificios alemanes ordinarios construidos en los años 1950-1980 y entre 10 y 15 veces menos que las casas soviéticas construidas en los años 1970. Por último, las casas pasivas europeas consumen de cinco a siete veces menos energía térmica que los edificios rusos modernos. Se puede calcular de otra manera: para calentar una habitación de 30 metros en una casa pasiva, es suficiente la energía de 30 velas.

La primera casa pasiva tenía un elemento más, que luego fue abandonada. Intentaron utilizar la energía de la tierra. La entrada de aire se colocó a cierta distancia del edificio y el aire fresco fluyó primero a través de una tubería subterránea. Al pasar bajo tierra, donde incluso en caso de heladas severas la temperatura se mantiene por encima de cero, el aire se calentó. El sistema funcionó, pero después de cálculos y experimentos decidieron abandonar este elemento: era demasiado caro.

Esta negativa es muy significativa. La esencia de una casa pasiva es su eficiencia. Los alemanes probaron constantemente sus ideas en la práctica, compararon varios métodos de ahorro y producción de energía según su precio por 1 kW; como resultado, se adoptaron los principios de la tecnología de "casa pasiva" que brindan el máximo efecto financiero. Así, los cálculos del Passive House Institute demostraron que es más eficaz invertir dinero en el ahorro de energía que en su producción, y que en Alemania, cuando se construye una casa desde cero, es más rentable invertir en sistemas de casas pasivas que, por ejemplo, por ejemplo, en la instalación de paneles solares.

Fueron consideraciones económicas las que obligaron a los alemanes a fijarse en un coste básico de calefacción de 15 kW por metro al año. En principio, este indicador se puede reducir, pero los cálculos del Passive House Institute han demostrado que es precisamente con 15 kW donde se alcanza el extremo en el indicador “efecto/coste”, puramente matemáticamente. Si se intenta reducir los costes de calefacción a cero, los costes de construcción y la complejidad del sistema aumentan considerablemente.

Hoy en día se están construyendo muchas casas ecológicas en el mundo, incluidas algunas bastante exóticas. Utilizan materiales inusuales, paneles solares, turbinas eólicas, etc. Existe un estándar para las llamadas casas de consumo cero, cuando los edificios son completamente autónomos y se autoabastecen de energía. Con bellas imágenes y brillantes conceptos como telón de fondo, las casas pasivas pueden parecer un poco aburridas. Pero la simplicidad de las casas pasivas está bien pensada: todos los elementos insuficientemente prácticos se eliminan del sistema con mano firme. Al mismo tiempo, el sistema es abierto, el propietario, por supuesto, puede añadir cualquier elemento adicional a su hogar.

Y es precisamente esta eficiencia la que explica el éxito de las casas pasivas en el mercado. Si hace diez años se construían decenas de edificios de este tipo al año, en los últimos tres a cinco años se están construyendo miles de casas al año. La mayor parte de las casas pasivas se construye en Alemania y Austria. En Viena ya el 20% de los edificios nuevos se construyen de esta manera. Ha comenzado la construcción de un enorme área municipal con 200 mil unidades residenciales “pasivas”. En los últimos años han aparecido cada vez más casas pasivas en Dinamarca y Francia, y se han creado prototipos en España y Turquía.

Para casas energéticamente eficientes se están desarrollando materiales especiales: por ejemplo, vidrio con transparencia controlada variable y baldosas con fotocélulas. Se están llevando a cabo proyectos de investigación para adaptar el sistema Passive House a países con diferentes climas.

Con una casa pasiva se pueden determinar con precisión los puntos cardinales. Grandes ventanales panorámicos dan al sur. Las ventanas del norte son mucho más pequeñas. Sin embargo, utilizar una casa como brújula sólo se puede hacer teniendo en cuenta el clima del país. Los grandes ventanales orientados al sur reflejan la situación en Alemania, donde se quiere captar más energía solar. Las casas energéticamente eficientes del sur de Europa, por el contrario, estarán orientadas al norte para protegerse del exceso de calor.

Windows es siempre un tema de compromiso. Por un lado, a través de ellos entra la luz y la energía solar en las habitaciones y, por otro lado, la pérdida de calor es elevada, lo que sólo puede reducirse radicalmente instalando ventanas de doble acristalamiento muy caras. En cada caso, los arquitectos calculan el tamaño de las ventanas y sus parámetros de transmisión de calor y luz basándose en el presupuesto de construcción.

En general, en términos de arquitectura, las casas pasivas prácticamente no se diferencian de las casas normales, por dentro todo es interesante. En una casa de este tipo hay una habitación separada para equipos de ingeniería, generalmente en el sótano. Muchas tuberías con aire y agua están empaquetadas en carcasas de goma o aisladas con láminas: los alemanes luchan decisivamente contra la pérdida de calor. En un rincón hay un recuperador, un poco más grande que un frigorífico. En la tubería con aire entrante se instalan lugares para varios filtros, como en un automóvil. Los filtros se cambian periódicamente, lo que garantiza un aire limpio en la casa.

Cada casa pasiva tiene una pequeña caja colgada en la pared: un panel de control de clima. La mayoría de las veces hay dos reguladores: el primero establece la temperatura, el segundo regula la velocidad del suministro de aire limpio. Por eso la caja tiene varias posiciones como “solo en casa” (al menos 300 litros de aire por hora), “juntos”, “fiesta”.

En términos de coste, una casa pasiva es un poco más cara que una convencional. Una casa así no tiene caldera ni sistema de calefacción, lo que reduce el costo; pero existen costos de aislamiento adicional, sellado, recuperación, etc. Sin embargo, 20 años de desarrollo tecnológico no han sido en vano: el coste de una casa pasiva ha bajado drásticamente. Si la primera casa pasiva del Dr. Feist era un 25% más cara que una construcción convencional, hoy el exceso es sólo del 5-10%. Sin embargo, no vale la pena esperar nuevas reducciones radicales de costes. Los arquitectos alemanes de casas pasivas luchan por fracciones de porcentaje, ahorrando en la longitud de las tuberías o jugando con la correcta orientación del edificio hacia los puntos cardinales.

Las inversiones adicionales en el sistema de “casa pasiva” se amortizan en promedio en siete a diez años debido a los menores pagos por calefacción.

Conclusiones. La creciente contaminación ambiental y la alteración del equilibrio térmico de la atmósfera están provocando gradualmente un cambio climático global. La escasez de energía y los recursos limitados de combustible muestran cada vez con mayor gravedad la inevitabilidad de la transición al uso de fuentes de energía alternativas no tradicionales. Son ecológicos y renovables, se basan en la energía del Sol y la Tierra, el agua y el aire.

El papel de la energía en el mantenimiento y desarrollo posterior de la civilización es innegable. Hoy en día se investigan activamente todas las posibles fuentes de energía renovables. En algunos casos, los resultados incluso parecen muy optimistas y permiten esperar algo seguro.

Cambios.

La energía no es sólo uno de los conceptos más discutidos hoy en día; Además de su contenido físico básico, tiene numerosos aspectos económicos, técnicos, políticos y otros.
La humanidad necesita energía y su necesidad aumenta cada año. Al mismo tiempo, las reservas de los tipos tradicionales de combustibles naturales (petróleo, carbón, gas, etc.) son agotables. Las reservas de combustible nuclear (uranio y torio) también son finitas.

Quedan dos caminos: un ahorro estricto en el consumo de energía y el uso de fuentes de energía renovables no tradicionales.

Bibliografía

Balanchevadze V.I., Baranovsky A.I.Ed. A. F. Dyakova. Energía hoy y mañana. - M.: Energoatomizdat, 1990.
Berner M., Ryabov E. Reemplace la bombilla: ayude a la Patria // Experto, 21 al 31 de diciembre de 2009. - No. 49-50.
Información sobre ahorro energético y aumento de la eficiencia energética: problemas, soluciones, mejores prácticas // Ahorro energético y tratamiento de agua, 2010. - No. 1 (63).
Kirillin V. A. Energía. Los principales problemas: en preguntas y respuestas. - M.: Conocimiento, 1990.
Fuentes de energía no tradicionales. - M.: Conocimiento, 1982.
Shchukin A. Energía de las velas, el hombre y la tierra // Experto, 5 al 11 de octubre de 2009. - No. 38.
Recursos energéticos del mundo. Ed. P.S.Neporozhniy, V.I. Popkova. - M.: Energoatomizdat, 1995.
http://www.energy-source.ru/
http://www.energija.ru/
http://batería-solar.narod.ru/
http://dom-es.ru/

energía alternativa- un conjunto de métodos prometedores de producción de energía, que no están tan extendidos como los tradicionales, pero que resultan interesantes por la rentabilidad de su uso y con un bajo riesgo de dañar el medio ambiente.

Fuente de energía alternativa- un método, dispositivo o estructura que permite obtener energía eléctrica (u otro tipo de energía requerida) y reemplaza las fuentes de energía tradicionales que funcionan con petróleo, gas natural extraído y carbón.

Tipos de energía alternativa: energía solar, energía eólica, energía de biomasa, energía de las olas, energía de gradiente de temperatura, efecto de memoria de forma, energía de las mareas, energía geotérmica.

Energía solar- conversión de energía solar en electricidad mediante métodos fotoeléctricos y termodinámicos. Para el método fotoeléctrico, se utilizan convertidores fotoeléctricos (PEC) para convertir directamente la energía de los cuantos de luz (fotones) en electricidad.

Las instalaciones termodinámicas, que convierten la energía solar primero en calor, luego en energía mecánica y luego en energía eléctrica, contienen una "caldera solar", una turbina y un generador. Sin embargo, la radiación solar que incide sobre la Tierra tiene una serie de rasgos característicos: baja densidad de flujo de energía, ciclicidad diaria y estacional y dependencia de las condiciones climáticas. Por tanto, los cambios en las condiciones térmicas pueden introducir serias restricciones en el funcionamiento del sistema. Un sistema de este tipo debe tener un dispositivo de almacenamiento para eliminar fluctuaciones aleatorias en las condiciones de funcionamiento o para garantizar los cambios necesarios en la producción de energía a lo largo del tiempo. A la hora de diseñar plantas de energía solar, es necesario evaluar correctamente los factores meteorológicos.

Energía geotérmica- un método para generar electricidad convirtiendo el calor interno de la Tierra (energía de fuentes de vapor y agua caliente) en energía eléctrica.

Este método de generación de electricidad se basa en el hecho de que la temperatura de las rocas aumenta con la profundidad y a 2-3 km de la superficie de la Tierra supera los 100°C. Existen varios esquemas para generar electricidad a partir de una planta de energía geotérmica.

Esquema directo: el vapor natural se dirige a través de tuberías hasta turbinas conectadas a generadores eléctricos. Esquema indirecto: el vapor se purifica primero (antes de ingresar a las turbinas) de los gases que causan la destrucción de las tuberías. Esquema mixto: el vapor sin tratar ingresa a las turbinas y luego los gases que no se han disuelto en él se eliminan del agua formada como resultado de la condensación.

El costo del “combustible” para una central de este tipo está determinado por los costos de los pozos productivos y del sistema de recolección de vapor y es relativamente bajo. El coste de la central eléctrica en sí es bajo, ya que no dispone de cámara de combustión, planta de calderas ni chimenea.

Las desventajas de las instalaciones eléctricas geotérmicas incluyen la posibilidad de hundimiento local del suelo y el despertar de la actividad sísmica. Y los gases que salen del suelo pueden contener sustancias tóxicas. Además, se requieren ciertas condiciones geológicas para construir una planta de energía geotérmica.

Energía eólica Es una rama de la energía especializada en el aprovechamiento de la energía eólica (energía cinética de las masas de aire en la atmósfera).

Una central eólica es una instalación que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Consta de un aerogenerador, un generador de corriente eléctrica, un dispositivo automático de control del funcionamiento del aerogenerador y del generador, y estructuras para su instalación y mantenimiento.

Para la obtención de energía eólica se utilizan diferentes diseños: “margaritas” multipalas; hélices como hélices de avión; rotores verticales, etc.

Las plantas de energía eólica son muy baratas de producir, pero su potencia es baja y su funcionamiento depende del clima. Además, son muy ruidosos, por lo que las grandes centrales eólicas incluso tienen que apagarse por la noche. Además, las centrales eólicas interfieren con el tráfico aéreo e incluso con las ondas de radio. El uso de centrales eólicas provoca un debilitamiento local de la intensidad de los flujos de aire, lo que interfiere con la ventilación de las zonas industriales e incluso afecta al clima. Por último, el uso de centrales eólicas requiere superficies enormes, mucho mayores que para otro tipo de generadores eléctricos.

Energía de olas- un método para obtener energía eléctrica convirtiendo la energía potencial de las ondas en energía cinética de pulsaciones y formando pulsaciones en una fuerza unidireccional que hace girar el eje de un generador eléctrico.

En comparación con la energía eólica y solar, la energía de las olas tiene una densidad de potencia mucho mayor. Así, la potencia media de las olas en los mares y océanos supera, por regla general, los 15 kW/m. Con una altura de ola de 2 m, la potencia alcanza los 80 kW/m. Es decir, a la hora de desarrollar la superficie de los océanos no puede faltar energía. Sólo una parte de la energía de las olas se puede convertir en energía mecánica y eléctrica, pero en el caso del agua el coeficiente de conversión es mayor que en el del aire: hasta un 85 por ciento.

La energía mareomotriz, al igual que otros tipos de energía alternativa, es una fuente de energía renovable.

Este tipo de central eléctrica utiliza la energía de las mareas para generar electricidad. Para montar una central mareomotriz sencilla se necesita una piscina: una bahía represada o la desembocadura de un río. La presa tiene alcantarillas y turbinas hidráulicas instaladas que hacen girar el generador.

Durante la marea alta, el agua fluye hacia la piscina. Cuando los niveles del agua de la piscina y del mar son iguales, se cierran las compuertas de las alcantarillas. Con el inicio de la marea baja, el nivel del agua en el mar disminuye, y cuando la presión se vuelve suficiente, las turbinas y generadores eléctricos conectados a ella comienzan a funcionar y el agua sale gradualmente de la piscina.

Se considera económicamente viable construir centrales mareomotrices en zonas con fluctuaciones de marea en el nivel del mar de al menos 4 m. La capacidad de diseño de una central mareomotriz depende de la naturaleza de las mareas en la zona donde se construye la estación, de la volumen y área de la cuenca mareal, y del número de turbinas instaladas en el cuerpo de la presa.

La desventaja de las centrales mareomotrices es que se construyen únicamente en las orillas de mares y océanos; además, no desarrollan mucha energía y las mareas ocurren solo dos veces al día. E incluso ellos no son respetuosos con el medio ambiente. Interrumpen el intercambio normal de agua dulce y salada y, con ello, las condiciones de vida de la flora y la fauna marinas. También influyen en el clima, ya que cambian el potencial energético de las aguas del mar, su velocidad y área de movimiento.

Energética de gradiente de temperatura. Este método de producción de energía se basa en diferencias de temperatura. No está muy extendido. Con su ayuda, es posible generar una cantidad bastante grande de energía a un costo moderado de producción de electricidad.

La mayoría de las centrales eléctricas de gradiente de temperatura están ubicadas en la costa del mar y utilizan agua de mar para su funcionamiento. Los océanos del mundo absorben casi el 70% de la energía solar que cae sobre la Tierra. La diferencia de temperatura entre las aguas frías a varios cientos de metros de profundidad y las aguas cálidas de la superficie del océano representa una enorme fuente de energía, estimada en 20.000-40.000 TW, de los cuales sólo 4 TW pueden utilizarse en la práctica.

Al mismo tiempo, las estaciones de calefacción marinas, construidas gracias a la diferencia de temperatura del agua de mar, contribuyen a la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono, calentando y reduciendo la presión de las aguas profundas y enfriando las aguas superficiales. Y estos procesos no pueden dejar de afectar el clima, la flora y la fauna de la región.

Energía de biomasa. Cuando la biomasa (estiércol, organismos muertos, plantas) se pudre, se libera biogás con un alto contenido en metano, que se utiliza para calefacción, generación de electricidad, etc.

Hay empresas (pocheras, establos, etc.) que se abastecen de electricidad y calor gracias a que cuentan con varias "tinas" grandes en las que se vierten grandes masas de estiércol de animales. En estos tanques sellados, el estiércol se pudre y el gas liberado se utiliza para las necesidades de la granja.

Otra ventaja de este tipo de energía es que como consecuencia del uso de estiércol húmedo para generar energía, queda un residuo seco del estiércol, que es un excelente fertilizante para los campos.

También se pueden utilizar como biocombustibles algas de rápido crecimiento y algunos tipos de residuos orgánicos (tallos de maíz, juncos, etc.).

El efecto de memoria de forma es un fenómeno físico descubierto por primera vez por los científicos soviéticos Kurdyumov y Hondros en 1949.

El efecto de memoria de forma se observa en aleaciones especiales y consiste en que las piezas fabricadas a partir de ellas, tras la deformación, recuperan su forma inicial cuando se exponen al calor. Al restaurar la forma original, se puede realizar un trabajo que supera significativamente el dedicado a la deformación en estado frío. Así, cuando las aleaciones recuperan su forma original, generan una cantidad importante de calor (energía).

La principal desventaja del efecto de restauración de la forma es su baja eficiencia: sólo un 5-6 por ciento.

El material fue elaborado con base en información de fuentes abiertas.